Transcription

• Speaker #0

  Jag orkar inte skriva något. Jag är utbränd.

• Speaker #1

  Som en neutronstjärna.

• Speaker #0

  Ni såg väl Mercuriuspassagen den 11 november?

• Speaker #1

  Inte. Det beror antagligen på att det var november. Vi bor i Sverige och himlen alltså är fylld av grått.

• Speaker #0

  I alla fall. När Mercurius passerade solen. så täckte den en ganska så liten del av sollytan. Mercurius diameter är ungefär 285 gånger mindre än solens.

• Speaker #1

  Men ändå, när Mercurius passerade solskivan så skuggade den solen lite. Solen blev alltså lite ljussvagare under några timmar. Tänk dig en knappt märkbar solförmörkelse.

• Speaker #0

  Knappt märkbar för ögat. Men med rätt mätinstrument kan man se massvis. Och så även denna lilla dipp i ljusstyrkan.

• Speaker #1

  På samma sätt går man tillväga när man tittar på exoplaneter. Man kollar på en stjärna några ljusår bort och sen mäter man dipparna i ljusstyrkan när planeten passerar och får på så sätt reda på massa information om planeten.

• Speaker #0

  Och en massa mer information om passagemetoden som den heter, andra metoder, exoplaneter och stjärnor, det får ni ny. Jag heter Marcus Pettersson.

• Speaker #1

  Jag heter Susanna Levenhout.

• Speaker #0

  Och detta är Har vi åkt till Mars än?

• Speaker #1

  Men först lite nyheter. Forskare är oense om hur snabbt universum utvidgas. Astrofysikern Adam Rees vann Nobelpriset i fysik 2011 och han säger att det utöver mörk materia och mörk energi kan finnas ett tredje fenomen att ta hänsyn till och som astronomer förbisett. Den 4 november publicerades en studie i Nature Astronomy där man tittar på den kosmiska mikrovågsbakgrunden, alltså det svaga ekot från Big Bang. I studien föreslås att universum inte är platt och oändligt utan snarare krökt och omslutande som en uppblåst ballong. Teorin är ännu inte fastställd men det skulle kunna vara början på svaret om huruvida universum faktiskt har ett slut. Hubble-teleskopet har fotograferat galaxen Sunburst Arc som ligger nästan 11 miljarder ljusår från jorden. Framför galaxen, 4,6 miljarder ljusår bort, ligger ett galaxkluster med en så enorm massa att gravitationen böjer det starka ljuset från Sunburst Arc och får ljuset att gå i så kallade galaxbågar. På Hubbles foto syns fyra bågar av ljus. som innehåller minst tolv reflektioner av galaxen. Av bilderna kan man bland annat utläsa vilka olika vägar ioniserande strålning från galaxen tar genom rymden. Fysiker har länge hävdat att universum styrs av fyra grundläggande krafter gravitation, elektromagnetism samt starka och svaga kärnkrafter. Nu har forskare på Atomki Nuclear Research Institute i Ungern gjort upptäckter som talar för en femte okänd kraft. De har tittat på hur en exciterad heliumatom släpper ut ljus när den förfaller och hur partiklarna i atomen fördelas. Upptäckterna går inte att förklara med hjälp av känd fysik och forskarna hävdar att detta kan hjälpa till att förbinda vår synliga värld med den mörka materian. Vilket skulle ge oss en bättre förståelse för hur universum fungerar.

• Speaker #0

  Detta avsnittet handlar alltså om exoplaneter. Något som vi för 25 år sedan bara kunde gissa om de fanns eller inte.

• Speaker #1

  Men så år 1995 hittade Michel Mayor och Didier Queloz den första exoplaneten. Något som de nu får Nobelpris i fysik för. Och sedan dess har... inget varit sig likt.

• Speaker #0

  Nej, för sen upptäckten av denna exoplanet som de valde att kalla 51 Pegasi b efter sin stjärna, 51 Pegasi har det letats och det har hittats massvis av exoplaneter.

• Speaker #1

  Och innan vi börjar prata om hur planeter bildas och hur man observerar planeter ljusår bort, kommer här en snabb genomgång av de rymdteleskop som tittar på exoplaneter.

• Speaker #2

  Den franska satelliten KORO som sändes upp 2006 var den första satelliten som byggdes med uppdraget att hitta exoplaneter. 2009 följdes den upp av Nasas Kepler som för att leta efter exoplaneter under lång tid studerade en liten yta med runt 150 000 stjärnor. 2018 skickade NASA upp TESS som under två år ska titta på över 200 000 stjärnors ljuskurvor och identifiera allt från små jordliknande planeter till enorma gasjättar. Cheops ska skickas upp av ESA i slutet av 2019 och kommer med känsliga instrument mäta stjärnors ljus och studera exoplaneter under drygt tre år. PLATO, vars uppsändning planeras till år 2026, motsvarar 24 stycken Kepler-teleskop. PLATO kommer söka efter jordliknande planeter med vatten i den beboeliga zonen runt olika stjärnor. Ariel är en ESA-satellit som kommer att sändas upp i mitten av 2028. Den ska ta reda på vad exoplaneter är gjorda av, hur deras solsystem bildats och hur planeterna utvecklas över tid.

• Speaker #1

  Sådär, nu vet vi lite mer om rymdteleskopen och det är dags att prata om exoplaneter. Och vi tar det väl från början, skapelsen.

• Speaker #0

  Mm, av planeter alltså. Och eftersom det... Eftersom vi har åkt till Mars än så pratar vi bara med de bästa av de bästa. Och därför åkte vi till Albanova.

• Speaker #1

  Alexis Brandecker är förutom koordinator för de svenska bidragen på Cheops och Plato universitetslektor i astronomi på Stockholm universitet där han bland annat forskar om hur stjärnor och planeter bildas. Alexis, hur bildas en planet?

• Speaker #3

  Ja, man tror att planetsystem är en effekt... bieffekt av stjärnbildning. Där stjärnor bildas ur stora gasmål i galaxen. Galaxen är inte helt tom vad det gäller... Rymden mellan stjärnorna är inte helt tom utan där finns det gas och stoft. Och om det råkar vara så att det finns tillräckligt mycket stoft på någon plats så är gravitationen så stor att den här gasen kan börja dra ihop sig tyngdkrafterna så att gasen kan bli självgraviterande. Det som händer då är att Den blir tätare och tätare, men inte bara det utan den börjar även rotera snabbare. Det här har att göra med lagen om rörelsemängdsmomentets bevarande. Det är samma effekt som när en skridskoprinsessa försöker göra en pirouette. Hon börjar med att långsamt rotera med händerna vitt utsträckta och sen får hon upp rotationsfart genom att dra ihop händerna. Rörelsemängdsmomentet är helt enkelt hur snabbt man roterar givet en viss massa. Om man roterar så här och sen så drar man ihop massan, då börjar man rotera snabbare på grund av att rörelsemängdsmomentet ska vara konserverat eller ska vara samma. Det här gör då att ju mer man krymper ett stort gasmål, om du har en liten, liten rotationsrörelse i början så förstärks den enormt. Så att den börjar rotera snabbare och snabbare ju mer man krymper den. En stjärna är ju bra mycket mindre än det stora gasmål som den bildas ifrån. Det betyder att den här stjärnan skulle rotera otroligt snabbt. Men det som händer istället är att det bildas en skiva runt stjärnan ifrån det här gasmolnet som då har det här rörelsemängdsmomentet i skivan. Och ur den här skivan så kondenserar så småningom planeterna ut runt stjärnan.

• Speaker #1

  Vad består skivan av?

• Speaker #3

  Skivan består av i princip samma sak som molnet som den bildades ur, kollapsade molnet, det vill säga gas och stoffskorn, små dammkorn helt enkelt. Men det som ändrar sig när gasen blir så koncentrerad är just att de här små partiklarna, stoffpartiklarna i skivan, de blir så täta att de börjar kollidera med varandra lite oftare och bygga upp större och större partiklar. Till slut så blir de så stora att man kan kalla dem planeter.

• Speaker #0

  Hur lång tid tar en sån här process?

• Speaker #3

  Man kan säga att den första processen, den här första kollapsen, den går väldigt snabbt. Den kanske tar bara 10 000 år eller någonting. Och det är väldigt snabbt. och sen så kommer det någon slags jämviktstadium där det går långsammare och just när den här stjärnan bildas och planeten bildas ur skivan det är då en process som tar allt mellan några miljoner år till typ hundra miljoner år. Men man kan säga i solsystemet så har det tagit uppemot några jordlika planeter tar uppemot hundra miljoner år kanske att bilda medans lite tyngre planeter tar mycket kortare tid. Man kan kanske tycka att det är lite motsägelsefullt men tyngre planeter går snabbare och lätta planeter.

• Speaker #1

  När avstannar byggandet av planeten? När är planeten klar?

• Speaker #3

  Den avstannar när vi får slut på material helt enkelt. Det är så enkelt. Ofta händer det när man har dammsugit upp allt material i den bana som planeten går runt stjärnan. Men det kan också vara så att det är andra planeter som kommer och stör och sparkar ut små planeter. Det som händer om man bygger upp tillräckligt stora planeter och de går i banor som... som är för nära varandra så kan de störa ut varandra.

• Speaker #1

  Så skivan finns inte kvar, den har blivit planeter. Och planeterna, bidrar de till att upprätthålla den här rörelsemängden?

• Speaker #3

  Rörelsemängdsmomentet. Mycket av solsystemets rörelsemängdsmoment finns faktiskt i planeterna. Och det ser man som en rest av den här planetbildningsprocessen. Den finns fastlåsta i planeterna. Vinterstjärnan, även om solen är mycket mer massiv, så är den så mycket mindre än banradierna för planeterna. Så det gör att rörelsemängdsmomentet för solen, trots att den är så massiv, inte är så högt ändå som planeternas rörelsemängdsmoment.

• Speaker #0

  Men vad är det då för lagar som gäller? För jag gissar att det finns några fysiska lagar som bestämmer vad som hamnar var och hur det blir.

• Speaker #3

  Ja, det är flera saker som samverkar förstås. Gravitation är ju en absolut... viktigaste lagen kanske. För det är den som gör att allting drar ihop sig. Men sen har vi flera andra saker som påverkar det. Till exempel är stjärnan självt påverkar hur skivan uppför sig. Framförallt gasen i skivan. För om stjärnan är väldigt varm till exempel så hindrar det lättflyktiga ämnen från att kondensera nära stjärnan för att det är för varmt helt enkelt. Medan på längre avstånd ifrån stjärnan så kan man bilda is och sånt. Is är väldigt bra på att kleva ihop sig. Om man kan bilda is kan man lättare bygga större planeter. Det är en av anledningarna till att man tror att i solsystemet har vi stora planeter långt ut i solsystemet och lättare planeter nära solen. Om vi tänker oss på vårt avstånd, jordens avstånd från solen, så är det i snitt varmare än nollgradigt. Så is befinner sig i vattenflytande form. Hade vi inte haft en atmosfär så hade det blivit vattenånga direkt. Så man måste gå ut lite i solsystemet för att vatten ska frysa till is. Om man inte har någon atmosfär så är vattnet i form av antingen vattenånga eller is. Det finns inget flytande vatten. För att ha flytande vatten måste man ha en atmosfär. I den här tidiga gasskivan finns en gräns som man brukar kalla för snögränsen. Där innanför var det vattenånga och utanför var det snö eller is. Den här snögränsen bestämmer hur mycket material som fanns tillgängligt för att bilda planeter. Just för att vatten är ett väldigt effektivt bindemedel när man bygger planeter.

• Speaker #0

  Så då har vi vatten flytande på jorden för att vi har en atmosfär. Ja. Varför har vi en atmosfär?

• Speaker #3

  Ja, planeter har ju en tendens att få en atmosfär. Det som händer är att gas som kommer i närheten av en planet kan fångas in av planetens gravitation till exempel. Men just jordliga planeter, det som händer är lite tvärtom. Det är utgasning från planetens inre som under planetens tidiga bildande bidrog till att skapa den här atmosfären. På Jupiter och Saturn som har enorma atmosfärer kan man nästan se dem som rena atmosfärsplaneter. Men bara atmosfärer, inte så mycket kärna. På de planeterna är det förmodligen så att gasen samlades in av planeten. I början byggde man en tung kärna. och som var en tillräckligt tung för att samla in gas från skivan. Den här gasen bidrog sen till massan av planeten som gjorde att de blev ännu tyngre och var ännu duktigare på att samla in mer gas. Så blev det en galopperande insamlingsprocess som till slut ledde till att de blev jättestora och jättetunga och hade jättemycket gas.

• Speaker #0

  Men vi har planeterna här i skivan som snurrar runt i sina banor. Vad gäller för regler där då för planeterna?

• Speaker #3

  Till att börja med, eftersom de bildas ur en skiva så kommer planeterna röra sig i stort sett i samma plan också. Det är en intressant förutsägelse från den här idén, skivmodellen. En annan sak är Keplers lagar som bestämmer hur planeterna rör sig runt solen eller runt sin stjärna.

• Speaker #1

  Beskriv Keplers lagar.

• Speaker #3

  Först har vi att planeter går i banor runt solen, i exentriska banor. elliptiska banor, de går inte i cirklar som man trodde tidigare, utan i excentriska banor där solen är i ena fokus på ellipsen kallar man det för. Det är bara hur ellipsen och solen är positionerade relativt varandra. Och sen har vi att planeterna rör sig långsammare ju längre bort från stjärnan de är. Och de rör sig långsammare som perioden i kvadrat går mot banradion i kubik. Så det finns en väldigt specifik relation mellan banradion och perioden hos planeten. Där gäller det att planeter som är nära stjärnan rör sig snabbare runt stjärnan och planeter som är längre bort rör sig långsammare. Så jorden till exempel tar ett år på sig att röra sig runt solen medan Mercurius bara går mycket snabbare. Venus går snabbare medan Mars går långsammare och Jupiter går långsammare och så vidare. Sen har vi också ett tredje samband som är hur snabbt planeten rör sig beroende på var den befinner sig i banan. Om man har en cirkulär bana så rör sig planeten. lika snabbt hela tiden runt stjärnan. Men har vi en exentrisk bana, då rör den sig långsammare när den är långt ifrån stjärnan och snabbare när den är nära stjärnan. Ett typiskt exempel på sådana här väldigt exentriska banor är just kometer till exempel som kan röra sig hundratals astronomiska enheter, alltså hundratals längre bort från solen än jorden. Väldigt långsamt. Och sen så någon gång typ Var tiotusende år kanske så kommer de in mot solen och går jättesnabbt runt solen på bara några år. Och bildar sådana här vackra krammetsvanser. Sen så går de ut igen till de yttre delarna av solsystemet och stannar kvar där.

• Speaker #0

  Men vad är det som bestämmer i vilken bana en planet? Nu stannar jorden där den gjorde och djupen där den gjorde. Vad är det som bestämmer de här olika banorna för planeterna?

• Speaker #3

  Man kan ju tro att... Planeterna kanske stannar i de banor där de bildas, men så måste det inte ske. Vi vet faktiskt att så sker inte i många fall. Det vet vi tack vare upptäckten av växoplaneter. Man har nämligen sett planeter som är jättetunga och jättenära sina stjärnor och att det är helt omöjligt, eller man kan inte tänka sig att de kan ha bildat så nära stjärnor. För jätteplaneter bildas där det finns mycket is. Det är alltså långt ifrån stjärnan som det bildas stora planeter, tror man. och inte nära stjärnan. Däremot så ser man att det finns planeter som är stora som är nära stjärnan. Då kan man fråga sig varför då? Det man tror har hänt då är att planeten har bildats någon annanstans i ytterdelen av solsystemet och sedan vandrat in genom planetmigration, kallar man det för. Den har flyttat sig. Det kan göra av olika skäl. Ett skäl är till exempel om den kolliderar med en annan planet eller inte kolliderar men kommer väldigt nära en annan planet så att den dynamiskt slungas in mot stjärnan. Eller så kan det vara så att den interagerar med skivan och utbyter rörelsemängdsmoment med skivan så att den migrerar inåt och kastar ut skivan lite utåt.

• Speaker #0

  Är det då alltid så att vi vet om att nu kommer det att hamna en planet någonstans mellan jorden och Mars och vi hittar en ny planet där. Då kan vi räkna på sekunden, hur snabbt den kommer att röra sig.

• Speaker #3

  På sekunden måste man väldigt noggrant... positionsbestämmelsen, men det stämmer att det finns ett unikt förhållande mellan banradien och perioden hos en planet. Alltså tiden det tar för den att röra sig runt sin stjärna. Och det utnyttjar man också när man letar efter planeter runt andra stjärnor. Vet man vad perioden är vet man hur långt borta från stjärnan som planeten är.

• Speaker #0

  Och hur hänger det ihop med planetens storlek? Har väl också med det att göra, eller?

• Speaker #3

  Nej, planetens storlek... påverkar inte tiden, inte planetens massa heller till viss del. Det har att göra med att solen eller stjärnan är så mycket större i massa att den helt dominerar. Hade det varit så att planeten hade varit ungefär lika stor som stjärnans massa, det vill säga om det hade varit en dubbelstjärna till exempel, sådana finns ju, då hade ju dess massa också varit betydande för den här perioden.

• Speaker #1

  Men stjärnans storlek spelar roll?

• Speaker #3

  Ja, eller stjärnans massa kan man säga. Den spelar roll. Ju tyngre stjärnan, desto snabbare går planeten runt stjärnan. Så det gäller att veta, om man hittar en exoplanet så gäller det att känna till lite om stjärnan också för att veta hur snabbt den går runt och på vilket avstånd.

• Speaker #1

  Och hur mäter man en stjärnas massa?

• Speaker #3

  Ja, det är inte lätt att göra det direkt men man kan göra det på olika sätt. Om stjärnan är en del av ett dubbelskärnssystem, då kan man använda Keplers lagar precis på samma sätt. Nämligen att studera hur snabbt går de här stjärnorna runt varandra. och hur stort är avståndet mellan dem. Då kan man mäta stjärnarnas massa på det sättet. Nu är inte alla stjärnor i dubbelstjärnssystem. Så det man gör då är att man tittar på stjärnor som är i dubbelstjärnssystem och sen tittar man på de stjärnor som inte är det och så jämför man de stjärnarnas temperatur, yttetemperatur. spektraltyp brukar man kalla det för. Och då ser man att stjärnor av samma spektraltyp, de är av samma massa.

• Speaker #0

  Och hur mäter man temperaturen?

• Speaker #3

  Man mäter förstås inte med termometer eller så, utan man mäter ljusets temperatur, kallar man det. Ljusets färgtemperatur. Det gör man genom att dela upp ljuset från stjärnan i sina beståndsdelar, alltså i färgerna. Man tar som en regnbåge ungefär, ett spektrum. Och så tittar man på färgtemperaturen. Ju hetare stjärna, desto blåare färgtemperatur har den. Svala stjärnor är rödaktiga.

• Speaker #0

  Men hur mäter man? Då har man, okej jag vet hur varm eller kall en stjärna är, men hur vet jag hur stor den är?

• Speaker #3

  Jo, men då är det så att stjärnor av olika massor, de har olika temperatur. Och det finns en relation mellan massan och temperaturen. Så att man vet att om en stjärna har en viss temperatur, då har den också en viss massa. Stjärnor är egentligen väldigt enkla objekt. De består i princip bara av gas. Det är en stor gasboll och dess egenskaper bestäms i stort. Det viktigaste faktum för en stjärnas egenskaper är dess massa. Så att en massa bestämmer hur varm stjärnan blir helt enkelt.

• Speaker #1

  Måste det vara en stjärna i mitten av ett system eller kan det vara en annan planet med ett eget planetsystem runt sig?

• Speaker #3

  Ja, det kan man tänka sig. Man har sett sådana här friflytande planeter. Friflygande kanske på svenska, jag vet inte. Det kan man tänka sig att det finns planeter som vandrar utan stjärna. Men nu kallar man dem då inte för planeter. I själva definitionen av planet så säger man att de måste gå runt en stjärna. Så det är så man säger. Men det finns även till exempel runt bruna dvärgar som formellt sett inte är stjärnor. Därför att de har ingen fusionsprocess i sig. Det är alltså väldigt små stjärnor som inte lyser på grund av fusion. De har man sett planeter runt. Fast man kanske inte ska kalla dem planeter, men kroppar av planetmassa kan man kalla dem.

• Speaker #1

  Men hur uppstår en planet som inte har en stjärna?

• Speaker #3

  Det är en bra fråga. Man tror att de har uppstått runt en stjärna men har blivit utkastade, de flesta sådana. Man tror inte att det går att bilda planeter från en kollaps i sig. Men jag kan säga att det är inte helt säkert. Det är lite olika forskare som säger olika saker. Men de flesta är idag överens om att det förmodligen inte går att bilda en planet utan stjärna. Den måste vara i närheten av en stjärna så kan den slungas ut på grund av att den kolliderar med en annan stjärna.

• Speaker #0

  Vi pratade ju om det här med migration tidigare, att planeterna rörde sig inåt i banan. Men kan de även då röra sig utåt?

• Speaker #3

  Ja, det kan de göra också. Om det är migration som beror på interaktionen med skivan så rör de sig normalt inåt. De kan röra sig utåt också men då rör de sig inte så att de förlorar sig från systemet. Det kan de däremot göra om det finns massor av planeter i början som det förmodligen finns i början av solsystemets ungdom så kan olika planeter kollidera eller komma nära varandra. Så kan de utbyta fart. Ena slungas ut från systemet, andra kanske slungas in i solen och så vidare. Och andra överlever på stabila banor.

• Speaker #0

  Hörde du att Alexis sa att stjärnor är egentligen väldigt enkla objekt? Eller hur?

• Speaker #1

  Ja du, det får bli ett renodlat stjärnavsnitt någon gång framöver. Men för nu tycker jag att vi håller oss till exoplaneter. Och för att lära oss ännu mer om det... åkte vi till Onsala rymdobservatorium där man observerar rymden med radioteleskop.

• Speaker #0

  Där träffade vi Carina Persson som forskar om exoplaneter på Chalmers. Carina, hur hittar man exoplaneter?

• Speaker #4

  Ja, det kan man göra på flera olika sätt. Den första exoplaneten upptäcktes med en metod som kallas för radialhastighetsmetoden. Den bygger på det faktum att man tittar inte på planeten utan man tittar på hur planeten påverkar stjärnan. Och i det här fallet stjärnans rörelser. Så när planeten och stjärnan kretsar, nämligen båda två, kring sitt gemensamma masscentrum. Så det är inte så att planeten kretsar kring en helt stillastående stjärna, utan båda två snurrar runt sitt gemensamma masscentrum. Och det är de här små förändringarna i hastighet som man mäter med den här metoden. Det är så att de flesta planeter man har hittat idag är inte med den här... så kallade radialhastighetsmetoden, utan den bygger på det faktum att planeten påverkar stjärnans ljus. Så då har man tittat på stjärnor. Under lång tid, till exempel ett väldigt framgångsrikt rymdteleskop som heter Kepler, som numera inte funkar längre, tittade på en liten del av himlen under flera års tid. De bara låg där och tittade på 150 000 stjärnor under fyra års tid. Och sen i efterhand så tittar man på de här så kallade ljuskurvorna, alltså man har mätt stjärnans ljus under fyra år. Och så tittar man på de här ljuskurvorna, och om det skulle vara så att en stjärna har en planet som... passerar precis mellan oss och stjärnan då ser man en liten ljusförminskning av stjärnans ljus. Så planeten skuggar lite av stjärnans ljus. Regelbundet då. För varje varv den gör så blir det en liten sån här dipp. Och på så sätt kan man ju upptäcka nya planeter. Och så kan man även få fram deras storlek. För den här lilla ljusförminskningen det beror ju på hur stor planeten är jämfört med stjärnan. Hur mycket den liksom täcker stjärnans skiva. Man vill ju hitta sån här dipp. Man vill ju hitta flera stycken, minst två, helst fler. Precisionen ökar ju ju fler man har. Så ska man hitta jorden, om någon skulle titta långt bortifrån mot oss och jorden skulle vara precis i deras siktlinje mot vår sol så skulle vår passage, när jorden passerar solen, bara ta typ 13 timmar och det skulle ske en gång per år. Så då måste de ju titta. hitta minst ett par, tre år, gärna längre, på vårt solsystem för att kunna hitta jorden. När det gäller passagemetoden, då är ju sannolikheten för att en planet, även om alla stjärnor har planeter, så är sannolikheten väldigt låg för att de ska vara precis i vår siktlinje. Så för att någon skulle hitta jorden utifrån så är sannolikheten bara en halv procent. Så för att hitta en planet så måste vi kanske titta på hundratals, tusentals stjärnor. Även om alla stjärnor har planeter.

• Speaker #0

  Vad mer hittar vi? Vad mer kan vi se om planeten?

• Speaker #4

  Vi får ju fram perioden, alltså hur snabbt den går runt stjärnan. Och därigenom kan vi få fram avståndet. Har vi både, och det här är viktigt, har vi både passage och radialhastighetsmätningen så har vi både storlek och massa. Då kan vi räkna fram tätheten. Och det vill vi väldigt gärna. För då kan vi säga någonting om vad den är uppbyggd av. Järn, sten, vatten, gas. För att om man har upptäckt en liten planet till exempel. Vi vill ju helst upptäcka jorden två. Eller jordliknande planeter. Beboeliga planeter. Och då tänker vi att nu har vi hittat en planet som bara är lite större än jorden. Och den kanske till och med på rätt avstånd från en bra stjärna. Så att den så att säga ligger i den beboeliga zonen där vatten kan vara flytande. Men det betyder ju inte att den är beboelig för vi vet ju inte om den är stenig. Det kan ju lika gärna vara minigasplanet. Så det är därför det är väldigt viktigt med båda metoderna så vi får både radio och massa. Då kan vi få fram tätheten och då börja modellera hur den är uppbyggd.

• Speaker #0

  Tittar ni bara på planeter i... Vintergatan?

• Speaker #4

  Ja, absolut. Vintergatan, men även de närmaste planeterna i Vintergatan. Tidigare har exoplanetforskning bestått av att första upptäcktes för 24 år sedan. Sen har det varit att man har observerat fler och fler. Man vill ju se om det finns fler exoplaneter än, och vilka typer och var de finns, hur många och så vidare. Och det har man gjort nu. Men nästa steg är att få mera exakta mätningar. mätningar av varje exoplanet. Alltså det ska vara mycket mindre osäkerheter så man kan verkligen säga någonting om hur de är uppbyggda. Och då behöver vi bättre mätningar. Och då behöver vi framförallt kombinera både den här passagemetoden och radial estismetoden. Och då är det viktigt att stjärnorna måste vara ljusstarka. Och det betyder i princip att de måste vara rätt nära. För de flesta stjärnorna är ju väldigt ljussvaga för att de är väldigt långt borta. Så det är de närmaste stjärnorna. några hundratusen stjärnor som är närmast som är de allra bästa.

• Speaker #1

  Letar man då efter stjärnor som är lika vår sol mer än vad man letar efter planeter som är lika vår jord?

• Speaker #4

  Hittills har man ju tagit det man har fått. Men Kepler faktiskt hade ju som mål att hitta små planeter. Jordliknande storlek eller lite större. Men det nya teleskopet som NASA sköt upp Förra året, som heter TESS, har en liten annan...

• Speaker #0

  strategi. För nu, alla nya teleskop som kommer, alla vet om att vi måste hitta planeter runt ljusstarka stjärnor. Det är målet. Så hur gör man då? Just det finns väldigt få. De är spridda över hela himlen. Men TESS gör så här att TESS observerar hela himlen. Men problemet är ju då, för att täcka hela himlen så kan man ju bara titta en väldigt kort tid på varje del av himlen. Istället för Kepler tittar ju fyra år på ett litet del av himlen. Men TESS tittar på hela himlen och varje del är ungefär en månad. Vissa delar överlappar, vissa har lägre perioder. Men de flesta planeterna kommer bara ha perioder som är några dagar eller tiotal dagar. Det betyder att ska de planeterna vara beboliga så kommer de kretsa kring små stjärnor som inte är så varma. De har en kort period. De kommer alltså vara nära sina stjärnor. För att de ska bli boliga och ska ha rätt temperatur måste stjärnorna vara kalla. Och det är alltså små stjärnor. Och då har vi det här problemet om att de kanske är för nära sin stjärna.

• Speaker #1

  Och då kan man ju absolut inte se ett solsystem som våt. jorden tar ju ett år på sig.

• Speaker #0

  Ja men precis.

• Speaker #1

  Om du bara tittar en månad, det är så väldigt tur. Och om vi har en planet som bara passerar en gång, då kan du ju inte mäta en period, eller kan du det?

• Speaker #0

  Man kan faktiskt det egentligen, men det är väldigt... Osäkerheterna är mycket större. Så man behöver gärna minst två. Helst fler, för noggrannheten ökar ju då och gör fler transits. Men grejen är ändå att... Så hittills har vi inte kunnat sikta in oss på både soliknande stjärnor och jordliknande planeter på det avståndet. Vårt avstånd till solen. Men det är det som kommer att hända i framtiden när PLATO skjuts upp 2026. För PLATO kommer att ha många teleskop. Det kommer att vara ungefär 24 stycken Kepler-teleskop. Och PLATO kommer att observera ett mycket större område på himlen än Kepler. Och dessutom så kommer det att sitta precis som Kepler på flera år upp på det här mycket större området. Så att man kommer att kunna upptäcka mycket fler planeter. Och vad man siktar på är jordliknande planeter runt solliknande stjärnor i jordliknande banor. Och det här är första gången som man förhoppningsvis kommer att kunna hitta sådana planeter. Jordens tvilling.

• Speaker #2

  Hur lika vårt solsystem är de här exoplaneterna? systemen som vi har hittat hittills?

• Speaker #0

  Inte alls.

• Speaker #2

  På vilket sätt skiljer de sig?

• Speaker #0

  Vårt planetsystem innehåller ju fyra små steniga och hårda planeter längst in och sen fyra gashjättar längre ut. Så Jupiter är ju på ungefär fem gånger jordens och solens avstånd. Inget annat system liknar det. Många system har däremot stora Jupiter-liknande planeter. Extremt nära sina stjärnor. Så den första som upptäcktes, 51 Peg B, var en Jupiter-stor planet som ett år var bara fyra dygn. Man har hittat andra system som innehåller många små planeter. Till exempel Trappist 1 var känd. Sju små planeter som allihopa har omloppstider på några dagar. De kretsar kring en stjärna som är så liten så att den inte är mycket större än Jupiter. Så inget system hittills i alla fall som vi har hittat liknar vårt. Men det behöver inte betyda än i alla fall att inget annat ser ut som vårt. Det kan ju bara vara så att, vilket är, det är väldigt svårt att hitta det med dagens instrument. Så vi hoppas på nya framtida rymdteleskop. Vad man har hittat, man har hittat flera hundratal system med fler planeter än en. Många har kanske två mini-Neptunusplaneter eller lite större planeter. En del har en eller flera superjordar till exempel.

• Speaker #1

  Vad är en superjord?

• Speaker #0

  Superjord är någonting som inte finns i vårt planetsystem. Det är en planet som är lite större och lite mer massiv än jorden helt enkelt. Upp till ungefär tio gånger mer massiv än jorden. upp till ungefär två gånger större radie. Så de verkar vara väldigt vanliga. Det verkar som att varje solliknande stjärna faktiskt har åtminstone en superjord. Utom vi. Alltså de flesta men inte vi. Så frågan är är vi udda? Eller är det vanligt med vår typ av system? Men vi vet inte. Vi har för lite observationer. Vi behöver fler observationer som är mer noggranna än vad vi har idag också. Då kan vi hitta fler planeter.

• Speaker #2

  Vad är vanligast? Gasplaneter eller stenplaneter?

• Speaker #0

  Jag kan inte riktigt svara på det. För av de 4 000 planeter som är upptäckta idag så har de flesta bara mätningar av storleken. De flesta kommer från rymdteleskopet Kepp. De stjärnorna var så ljussvaga så man kan inte göra de här uppföljande mätningarna så man får massan också. Så vi är på storleken. Även om de är små, det finns massor av dem som är små. Men jag kan inte säga om de är stening eller inte, eller om de är gasplanet. Vi måste ju ha massan också.

• Speaker #1

  Vad är det mest oväntade man har hittat?

• Speaker #0

  Jag skulle säga att det mest oväntade man har hittat det är väl att man har hittat så många... Olika sorters planeter som inte finns i vårt system. Det var ju en stor överraskning. När den första planeten hittades var det många som inte trodde på det. Därför att sådana stora planeter kan inte finnas så nära sin stjärna. Det visste ju alla. Men ändå så fanns den där. Och det var en stor överraskning. Så då fick man plötsligt börja ändra i modellerna hur planeter bildas. Så den stora överraskningen var i alla fall att det finns planeter som inte finns i solsystemet. Stora planeter väldigt nära sin stjärna, det finns superjordar på andra avstånd också än i vårt system, minigasplaneter, väldigt uppsvällda planeter som då har lägre täthet än något annat planet i vårt system. Så det finns planeter med alla möjliga olika sorters tätheter och storlekar på alla möjliga olika avstånd. Och det hade man ju inte alls. tänkt sig. Innan man upptäckte den första exoplaneten så var ju bara vårt system det enda systemet. Då trodde man ju typ att allt såg ut ungefär som det. Och det var ju ändå logiskt att små steniga fasta planeter bildas längst in där det liksom är varmast och sen där det finns mer gas och där det är kallare där bildas utanför den så kallade snölinjen där det kan finnas is istället för vatten i ånga. Där bildas stora gasplaneter. Och det är ju logiskt. Och så plötsligt hittar man extra planeter som ser helt annorlunda ut på fel ställen och ser annorlunda ut i vårt system. Häftigt. Ja, det är häftigt.

• Speaker #1

  Beskriv Keopsprojektet.

• Speaker #0

  Cheops är ett mindre projekt som har en helt annan strategi än de tidigare som jag pratade om, Kepler, TESS och PLATO, som alla letar efter nya exoplaneter. Cheops letar inte efter planeter, Cheops vill istället studera de som vi redan har hittat i detalj. Man kan säga att Cheops är som ett uppföljningsteleskop. Man kanske har sådana här radialhastighetsmätningar, men man har ingen sån här passagemätning av den planeten. Då kan man använda Cheops för att få det. Eller så kanske det finns nya testupptäckter av en planet och inte tillräckligt bra mätningar. Då kan man göra nya mätningar med Cheops. Vi vill åt till exempel att kunna modellera i detalj vad planeten består av. Nu är osäkerheten oftast för stora. Vi kan inte säga att det förmodligen är en stenplanet, men det kan även vara en isplanet eller en järnplanet. Det vet vi inte riktigt. Men det kan Cheops hjälpa till med.

• Speaker #2

  Så Cheops kan man rikta in. Precis. Alltså den är inte inställd på Keplerområdet. Nej,

• Speaker #0

  eller något annat.

• Speaker #2

  Utan den kan följa med.

• Speaker #0

  Precis, man bestämmer att den där stjärnan vill jag titta på. Och sen så pekar man dit. Och det bra med det här är att de andra teleskoperna har slumpis bara tittat på stjärnor och fått vänta. Och sen så får man leta efteråt om det finns någon planet runt om. Med Keops så vet man ju redan på förhand vart man ska peka och när man ska peka. När kommer den här passagen att äga rum? De andra har ju då, har du en omlovsbana med ett år, till exempel Kepler. Kanske kunde du hitta någon sån planet med en period på ett år. Då har du ju fått vänta ett år tills det händer någonting, eller hur? Med Keops kan man rikta in sig på att man börjar titta... Ett antal timmar innan den här passagen. Och så tittar man på passagen och så är det några timmar till. Men man behöver inte vänta ett helt år.

• Speaker #2

  Vad hoppas du att ni upptäcker med hjälp av Cheops?

• Speaker #0

  Jag är mest intresserad av små planeter. Superjordar, jordliknande. Och vad de består av. Och hittills idag så finns det bara 10-20 planeter som har små planeter som är tillräckligt bra mätningar. För att man ska kunna säga något om vad de består av. Och jag hoppas på att det blir fler av de här planeterna som man faktiskt kan börja jämföra lite. Så man får någon indikation på, är de flesta av de här planeterna jordlika eller inte? Just för att jag vill veta mer om jorden är vanlig eller inte.

• Speaker #2

  För att kunna dra slutsatser.

• Speaker #0

  Om det finns beboeliga planeter eller jordliknande planeter.

• Speaker #1

  Är det liksom alltid målet att hitta en beboelig planet?

• Speaker #0

  För mig är det ju det och för många är det ju det naturligtvis. Men det är inte bara det. Det är mycket större än att bara hitta jorden två. Det omfattar även att... Att hela systemet, planetsystemet kan vara viktigt för en beboelig planet. Till exempel att vi har Jupiter utanför vår bana som avleder kometer och asteroider. Det kan ju också vara viktigt. Så hela arkitekturen på planetsystemen är också viktiga. Jag tänker så här att om man vill undersöka om det finns liv ute i rymden. Så då börjar vi med att titta, finns det planeter överhuvudtaget? Ja, det vet vi nu. Det verkar finnas många planeter, det verkar finnas små planeter överallt. Mycket lovande. Och sen förhoppningsvis kommer vi en dag hitta jorden två. Eller vi kanske upptäcker att nej, det finns ingen jorden två. Och då vet vi det. Eller då har sannolikheten i alla fall minskat väldigt mycket för att det ska finnas liv som vi känner det. Men om vi nu hittar jordens tvilling, och det verkar kanske finnas många av dem. Då ökar ju sannolikheten i alla fall för att det ska finnas liv och inte bara vi. Och då kan man ju också börja lyssna mot de här planeterna. Om det finns någon radiosändning där. Men om det inte finns så behöver det inte betyda att det inte finns liv. Men vad man kan göra sen då för att vi har hittat en bra beboelig planet. Hur ska vi veta om det finns liv där? Ja, om vi inte kan åka dit och det inte kommer några signaler därifrån. Så kan man ändå observera deras atmosfärer. För en atmosfär förändras av liv. Så man kan till exempel leta efter syre, metan, koldioxid, vatten. Till exempel jordens atmosfär innehöll ju inget syre innan livet.

• Speaker #2

  Och de detaljstudierna, ser man det på ljuset också?

• Speaker #0

  Just det. Vi tittar på ljuset från stjärnan och så passerar planeten precis framför stjärnan, som i den här passagemetoden. Då kommer lite av stjärnans ljus gå rakt inom planetens atmosfär. Och då, om det finns molekyler i planetens atmosfär, till exempel vatten, metan, syre, koldioxid, så kommer de molekylerna att absorbera lite av stjärnans ljus. Den delen av stjärnans ljus som går genom planetens atmosfär. Och då kan man se de här fingeravtrycken från de här molekylerna.

• Speaker #2

  Så skiftar färgen runt den här mörka pricken.

• Speaker #0

  Vad man gör då är att under passagen så tar man ett spektra. Man tittar inte bara på hur hela det vita ljuset förminskas. Utan man kan ta ett spektra för att se de här fingeravtrycken på molekylerna. Och så kanske man ser att planetens storlek verkar annorlunda. Alltså, djupet på den där dippen kommer att vara annorlunda i olika färger. Och det beror på att atmosfären, en del av ljuset från stjärnan, blockeras inte av en del av atmosfären i vissa färger. Och det beror på vilka molekyler det finns där. Så då kan man också säga någonting om att det finns vatten i atmosfären till exempel. Men problemet är ändå att man har hittat den här perfekta jordens tvilling, ett bra system, man observerar atmosfärerna och ser ut att vara ett tecken på att det skulle kunna finnas liv där. Och sen då? Vi vet ju inte, är det bakterier, är det högre liv eller intelligent liv till och med fast de kanske inte har utvecklat någon teknologi så de kan sända signaler än? Det vet vi ju inte. Bara för typ hundra år sedan så hade vi ju inte teknologin som gjorde att vi kunde. Vi hade radioteknologin. Så ingen hade ju om dem. Om en annan civilisation hade lyssnat efter sändningar från jorden för hundra år sedan då hade de ju inte hört oss. Så hade de tänkt, nej där finns inget, vi går vidare till nästa planet. Men hade de tittat på atmosfär så hade de kunnat ändå sluta se till att här finns det liv i någon form. Men de hade ju inte kunnat veta i vilket stadie av utvecklingen.

• Speaker #2

  Tänk va, i princip allt vi pratar om i den här serien landar i liv i rymden.

• Speaker #1

  Ja visst, och är det inte för att hitta utomjordiskt liv? Så är det för att landa mänskligt liv någonstans i rymden. På Mars till exempel. Det var länge sedan vi pratade om Mars.

• Speaker #2

  Ja, nu har vi pratat alldeles för länge om andra planeter. I de närmaste kommande avsnitten får det bli mer genteknik och kvantfysik tycker jag. Saker som hjälper till att ta oss ett steg närmare en person på Mars.

• Speaker #1

  Nästa avsnitt släpps ungefär samtidigt som de planerar att skicka upp Cheops i omloppsbana någon vecka innan jul.

• Speaker #2

  Tills dess så kan ni hitta oss på internet. Och där har vi också hittat våra ljuddillar. Sök på Votme eller Har vi åkt till marschen så dyker vi upp.

• Speaker #1

  I detta avsnittet medverkade även vår praktikant Line Alfredsson. Och musiken i serien är skriven av Armin Pendek.

• Speaker #2

  Har vi åkt till marschen görs på Beppo av Rundfunk Media. Minns ni förresten att... Alexis sa att stjärnor är väldigt enkla objekt. Busenkla.

• Speaker #3

  Stjärnor är egentligen väldigt enkla objekt. De består i princip bara av gas. Det är en stor gasboll och dess egenskaper bestäms i stort. Det viktigaste faktum för en stjärnas egenskaper är dess massa. Så att en massa bestämmer hur varm stjärnan blir helt enkelt.

• Speaker #1

  Vet man då om att den här består av vätgas, 98%? men hur vet jag att det är 98 och inte 97?

• Speaker #3

  Jo, då får man mäta vad stjärnan innehåller. Det kan man säga är en andraordningens korrektion. Den första korrektionen är bara att mäta temperaturen. Den andra är att mäta metalliciteten. Alltså vad astronomer kallar det för metallicitet. Hur mycket tyngre ämnen än väte och helium som stjärnan innehåller. Och det mäter man genom att återigen ta ett spektrum. Då kan man se Olika elementen, olika grundämnena, de lämnar sina fingeravtryck i spektrumet som spektrallinjer, mörka linjer. Och ifrån de här mörka linjernas intensitet så kan man räkna ut hur mycket av de här grundämnena som finns i stjärnans atmosfär. Så det kan man ta reda på också.

• Speaker #1

  Det låter ju bisänkligt. Varför lämnar de ett fingeravtryck i spektrallinjen?

• Speaker #3

  Ja, det har ju kvantfysikaliska orsaker. Det har att göra med att en elektron som går i en bana runt en atomkärna befinner sig i diskreta energinivåer. Det vill säga att den kan ha en viss energi eller en annan energi men kan inte ha energi däremellan. Det är det som vi menar med diskreta. Det betyder att om man ska excitera en atom och ge den energi så kan man bara ge den energi i vissa specifika energiklumpar. Och när en sån här atom befinner sig i en stjärnatmosfär som lyser med massa fotoner med olika energier. De fotoner som har precis rätt energi för att absorberas av den här atomen, de kommer bilda ett mörkt band i spektrumet. De här fotonerna kommer fångas upp av atomen och då får vi spektralinje.

• Speaker #1

  Jag tror som sagt vi får prata vidare om detta i ett senare avsnitt. Vi hörs!

• Speaker #0

  Hallå,

• Speaker #3

  programmet gjordes av

• Speaker #0

  Rundfunk Media.